p As células tumorais malignas sofrem deformação mecânica mais facilmente do que as células normais, permitindo que eles migrem por todo o corpo. As propriedades mecânicas das células do câncer de próstata tratadas com os medicamentos anticâncer mais comumente usados ​​foram investigadas no Instituto de Física Nuclear da Academia Polonesa de Ciências da Cracóvia. De acordo com os pesquisadores, os medicamentos atuais podem ser usados ​​de forma mais eficaz e em doses mais baixas. p No câncer, um fator chave que contribui para a formação de metástases é a capacidade das células neoplásicas de sofrer deformação mecânica. No Instituto de Física Nuclear da Academia Polonesa de Ciências (IFJ PAN) em Cracóvia, a pesquisa sobre as propriedades mecânicas das células vem sendo conduzida há um quarto de século. O último estudo, realizado em cooperação com o Departamento de Bioquímica Médica da Faculdade de Medicina da Universidade Jagiellonian, em relação a vários medicamentos usados ​​atualmente na quimioterapia do câncer de próstata, e, especificamente, seu impacto nas propriedades mecânicas das células cancerosas. Os resultados são otimistas:tudo indica que as doses de alguns medicamentos podem ser reduzidas sem o risco de diminuir sua eficácia.

p A quimioterapia é um ataque extremamente brutal não apenas às células cancerosas do paciente, mas a todas as células do corpo. Ao usá-lo, os médicos esperam que as células tumorais mais sensíveis morram antes que as saudáveis ​​comecem a morrer. Nesta situação, é fundamental saber como escolher o medicamento ideal em um determinado caso e como determinar sua dose mínima, o que por um lado garantirá a eficácia do tratamento e, por outro lado, minimizará os efeitos adversos da terapia.

p Já em 1999, físicos do IFJ PAN mostraram que as células cancerosas se deformam mecanicamente com mais facilidade. Na prática, isso significa que eles podem se espremer através dos vasos estreitos do sistema circulatório e / ou linfático com maior eficiência.

p "As propriedades mecânicas de uma célula são determinadas por elementos de seu citoesqueleto, como os microtúbulos que examinamos, construído de tubulina (uma proteína), filamentos de actina e filamentos intermediários feitos de proteínas, como queratina ou vimentina, "diz o Prof. Malgorzata Lekka do Departamento de Microestruturas Biofísicas IFJ PAN e acrescenta:" As medições biomecânicas das células são realizadas usando um microscópio de força atômica. Dependendo das necessidades, podemos pressionar a sonda mais ou menos na célula, e, desta forma, obtemos uma resposta mecânica proveniente de estruturas localizadas tanto em sua superfície, ou seja, na membrana celular, ou mais profundo, mesmo no núcleo da célula. Contudo, a fim de obter informações sobre os efeitos de uma droga, devemos avaliar a contribuição de cada tipo de fibra do citoesqueleto para as propriedades mecânicas da célula. "

p Nos resultados relatados atualmente, os físicos baseados em Cracóvia apresentaram experimentos usando a linha de células de câncer de próstata humano DU145 disponível comercialmente. Essa linha foi escolhida por sua resistência aos medicamentos. Submetendo-se a uma exposição a longo prazo ao medicamento, essas células se tornam resistentes aos medicamentos com o tempo e não apenas não morrem, mas até começam a se dividir.

p "Nós nos concentramos nos efeitos de três medicamentos comumente usados:vinflunina, colchicina e docetaxel. Todos eles agem nos microtúbulos, o que é desejável uma vez que essas fibras são essenciais para a divisão celular. O docetaxel estabiliza os microtúbulos e, portanto, também aumenta a rigidez das células tumorais e torna difícil sua migração por todo o corpo. As outras duas drogas desestabilizam os microtúbulos, para que as células cancerosas possam migrar, mas devido às funções perturbadas do citoesqueleto, eles são incapazes de se dividir, "diz o estudante de doutorado Andrzej Kubiak, o primeiro autor do artigo publicado na prestigiosa Nanoescala .

p Os pesquisadores da Cracóvia analisaram a viabilidade e as propriedades mecânicas das células 24, 48 e 72 horas após o tratamento com drogas, e descobriu-se que as maiores mudanças foram observadas três dias após a exposição à droga. Isso permitiu que eles determinassem duas concentrações de drogas:uma maior, que destruiu células, e um inferior, no qual, embora as células tenham sobrevivido, suas propriedades mecânicas foram alteradas. Por razões óbvias, o que aconteceu às células no último caso foi de particular interesse. A interpretação precisa de alguns dos resultados exigiu várias ferramentas, como um microscópio confocal e citometria de fluxo. A sua utilização foi possível graças à cooperação com o Instituto de Farmacologia da Academia Polaca de Ciências da Cracóvia, o Departamento de Biologia Celular da Faculdade de Bioquímica, Biofísica e Biotecnologia da Universidade Jagiellonian e da Universidade de Milão (Departamento de Física, Universita degli Studi di Milano).

p "Já se sabe há algum tempo que, quando os microtúbulos são danificados, algumas de suas funções são assumidas por filamentos de actina. A combinação de medidas das propriedades mecânicas das células com imagens de microscópios confocais e de fluorescência nos permitiu observar esse efeito. Conseguimos determinar com precisão as áreas da célula afetadas por um determinado medicamento e entender como seu impacto muda ao longo do tempo, "enfatizou o estudante de doutorado Kubiak.

p Conclusões práticas podem ser tiradas da pesquisa dos físicos da Cracóvia. Por exemplo, o efeito da vinflunina é claramente visível na região nuclear, mas é compensado pelos filamentos de actina. Como resultado, a célula permanece rígida o suficiente para continuar a se multiplicar. Por outro lado, 48 horas após a administração do medicamento, os efeitos do docetaxel são mais visíveis, principalmente na periferia da célula. Esse fato também nos alerta para o aumento do papel dos filamentos de actina e faz com que a terapia deva ser complementada com um fármaco que atue sobre esses filamentos.

p "Até agora, tem havido pouca pesquisa sobre a eficácia de baixas concentrações de drogas anticâncer. Mostramos que realmente vale a pena nos interessar pelo assunto. Pois, se entendermos os mecanismos de ação das drogas individuais, podemos manter - e às vezes até aumentar - sua eficácia atual e, ao mesmo tempo, reduzir os efeitos colaterais da quimioterapia. Desta maneira, a quimioterapia pode se tornar mais amigável ao paciente, que deve afetar não apenas a saúde física do paciente, mas também sua atitude mental, que é tão necessária na luta contra o câncer, "conclui o Prof. Lekka.